建筑结构设计软件中的关键技术问题
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摘要
结合PKPM软件讨论了结构设计软件系统的关键技术问题。内容涵盖了线弹性分析中剪力墙和楼板的分析及设计模型、线性方程组及广义特征值问题求解器、竖向荷载的施工模拟算法、最不利地震作用方向、偶然偏心地震反应计算、钢-混凝土混合结构地震反应分析、刚度-阻尼通用支座、非线性静力及动力分析共十二个方面。
In combination with PKPM software,key technologies are discussed in the design software of building structure,in terms of the analytical model for shear wall and slab in the linear elastic analysis,solver for the linear algebra equations and the eigenvalue problem,algorithm to simulate the construction process of building structure,the concept of"the most disadvantageous earthquake direction",seismic response computation for the structure with eccentric mass distributions and for the hybrid structure composed of steel and concrete,general purpose support with both stiffness and damping characteristic,and the nonlinear static and dynamic analysis.The problems and direction of software are put forward.
In combination with PKPM software,key technologies are discussed in the design software of building structure,in terms of the analytical model for shear wall and slab in the linear elastic analysis,solver for the linear algebra equations and the eigenvalue problem,algorithm to simulate the construction process of building structure,the concept of"the most disadvantageous earthquake direction",seismic response computation for the structure with eccentric mass distributions and for the hybrid structure composed of steel and concrete,general purpose support with both stiffness and damping characteristic,and the nonlinear static and dynamic analysis.The problems and direction of software are put forward.
引文
[1]顾子聪译.房屋体系三维分析程序ETABS84[C].建设部建筑设计院,1986.
[2]STAFFORD SMITH B S,COULL A.高层建筑结构分析与设计[M].陈瑜,龚炳年,等译.北京:地震出版社,1993.
[3]LERNER E,STAFFORD SMITH B.Severe interactioneffects between plain and irregular shear walls[C]∥Proc.4th Canadian Conf.on Earthquake Engineering.University of British Columbia,Vancouver,1983:220-230.
[4]MCCORMICK C W.Plane stress analysis[J].ASCE J.Struct.1963,89(St 4):37-54.
[5]包世华.薄壁杆件结构力学[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.
[6]吴秀水,刘华锋.分析高层建筑结构的新模型:空间杆-墙组元模型[J].工程设计CAD及自动化,1996(3).
[7]袁明武,孙树立,蔡定正.一种新的墙单元[J].计算力学学报,1996(1).
[8]李云贵,邵弘,范美玲,等.一个新的高层建筑结构空间有限元分析软件SATWE[J].建筑科学,1995(2).
[9]李云贵,聂祺.基于解析试函数法的短肢剪力墙单元[J].工程力学,2009(4).
[10]黄吉锋.最佳协调性任意四边形薄板元[J].上海力学,1998(3).
[11]黄吉锋.钢筋混凝土结构非线性有限元分析及有限单元构造方法的研究[D].北京:中国建筑科学研究院,2001.
[12]黄吉锋,杜文博,邵弘,等.基于广义协调技术的剪力墙超单元[J].力学季刊,2008(3).
[13]WILSON E L,YUAN M,DICKENS J M.Dynamicanalysis by direct superposition of Ritz vectors[J].Earthquake Eng Struct Dyn,1982,10:813-832.
[14]YUAN M W.The WYD method in large eigenvalueproblems[J].Eng.Comput,1989,6:9-57.
[15]DU R M,WILSON E L.An effective modified Ritzvector direct superposition method[C]∥Transactions of8th International Conference on Structural Mechanics inReactor Technology,Vol B,1985.
[16]DU R M,YAO J,FEI W.An improved Lanczos algorithmand the computation of eigenvectors corresponding tomultiple eigenvalue[C]∥Proc of the internationalconference on structural engineering and computation,Beijing,1990.
[17]杜瑞明,姚佳,费维水.Lanczos向量迭加法[J].地震工程与工程振动,1991,11(1).
[18]杜瑞明.应用修正的里兹向量直接迭加法的两个问题[J].地震工程与工程振动,1987,7(1).
[19]黄吉锋.求解广义特征值问题的多重RITZ向量法[J].力学学报,1999(5).
[20]李丹,赵西安.多层及高层建筑结构空间分析程序TBSA编制原理[C].北京:中国建筑科学研究院高层建筑技术开发部,1994.
[21]黄吉锋,李云贵,邵弘,等.抗震计算中几个问题的研究[J].建筑科学,2007(3).
[22]ZHOU X Y,YU R F,DONG D.Complex modesuperpositionalgorithm for seismic responses of non-classically dampedlinear system[J].Journal of Earthquake Engineering,2004,8(4):597-641.
[23]周锡元,俞瑞芳.非比例阻尼线性系统基于规范反应CCQC法[J].工程力学,2006,23(2):10-17.
[24]周锡元.一般有阻尼线性体系地震反应的振型分解方法[M]∥中国地震工程研究进展,北京:地震出版社,1992.
[25]俞瑞芳,周锡元.非比例阻尼线性系统考虑过阻尼影响的复振型分解法[J].建筑结构学报,2006,27(1):50-59.
[26]俞瑞芳.非比例阻尼线性系统随机地震输入下的动力反应分析[D].北京:北京工业大学,2006.
[27]黄吉锋,周锡元.钢-混凝土混合结构地震反应分析的CCQC和FDCQC方法及其应用[J].建筑结构,2008,38(1):44-49.
[28]黄吉锋,邵弘,杨志勇.复杂建筑结构竖向地震作用的振型分解反应谱分析[J].建筑结构学报,2010(S1).
[29]GB 50011—2001建筑抗震设计规范[S].
[30]中国建筑科学研究院.多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE[C].2011.
[31]中国建筑科学研究院.复杂多、高层建筑结构分析与设计软件PMSAP[C].2011.
[32]WILSON E L.结构静力与动力分析[M].北京金土木软件技术有限公司译.北京:中国建筑工业出版社,2006.
[33]FREEMAN S A,NICOLETTI J P,TYRDL J V.Evaluationof existing buildings for seismic risk:A case study ofPuget sound naval shipyard[C]∥Proc.1st U.S.National Conf.Earthquake Engng.,EERI,Berkley,Bremerton,Washington,1975:113-122.
[34]CHOPRA A K,GOEL R K.Capacity-demand-diagrammethods for estimating seismic deformation of inelasticstructures:SDF syetems[R].Pacific EarthquakeEngineering Research Center.Report No.PEER1999/02,1999.
[35]黄吉锋,杨志勇,邵弘,等.基于性能的建筑结构静力弹塑性设计方法及软件系统的研究(建设部科技项目研究报告)[R].北京:中国建筑科学研究院,2009.
[36]CHOPRA A K,GOEL R K.A modal pushover analysisprocedure for estimating demands for buildings[J].Earthquake Engineering and Structural Dynamics,2002,31:561-582.
[37]黄吉锋,何广乾,魏文郎,等.结构非线性分析中改进的弧长算法[J].建筑科学,2001(4).
[38]KRAWINKLER H,SENEVRIATNA G D P K.Pros andcons of a pushover analysis of seismic evaluation[J].Engineering Structure,1998,20(4-6):452-464.
[39]MEDHEKAR M S,KENNEDY D T L.Displacement-based seismic design of buildings-theory[J].Engineering Structure,2000,22:201-209.
[40]梁兴文,黄雅捷,杨其伟.钢筋混凝土框架结构基于位移的抗震设计方法研究[J].土木工程学报,2005,38(9):53-60.
[41]黄吉锋,徐培福,薛彦涛.高层型钢混凝土框筒混合结构模型的静力推覆分析[J].建筑结构,2008,38(3):6-11.
[42]杨志勇,黄吉锋,邵弘,等.罕遇地震作用下工程结构动力非线性仿真系统研究(建设部科技项目研究报告)[R].北京:中国建筑科学研究院,2008.
[43]杨志勇,黄吉锋,田家勇.罕遇地震弹塑性静、动力分析方法中结构阻尼问题探讨[J].地震工程与工程振动,2009(6).
[44]杨志勇,肖丽,黄吉锋,等.建筑结构罕遇地震响应与地震动位移谱关系研究[J].地震工程与工程振动,2010(5).
[45]杨志勇,黄吉锋.弹性、弹塑性设计分析法在结构设计中的应用[J].建筑结构.技术通讯,2007(1):11-13.
[46]李云贵,邵弘,田志昌,等.多层、高层建筑结构弹塑性动力、静力分析[J].建筑结构学报,2002(2).
[47]李云贵,邵弘,田志昌,等.弹塑性动力时程分析软件EPDA[J].建筑科学,2001(1).
[48]杨志勇,黄吉锋,邵弘,等.罕遇地震下高层建筑结构动力弹塑性有限元分析实用化[C]∥第十八届高层会论文集,2004.
[49]杨志勇.大型复杂结构罕遇地震仿真分析EPDA软件进展[C]∥首届工程设计高性能计算技术应用论坛报告集,2007.
[50]黄吉锋,杨志勇,邵弘,等.结构静力弹塑性PUSHOVER分析程序EPSA[C]∥第十八届高层会论文集,2004.
[2]STAFFORD SMITH B S,COULL A.高层建筑结构分析与设计[M].陈瑜,龚炳年,等译.北京:地震出版社,1993.
[3]LERNER E,STAFFORD SMITH B.Severe interactioneffects between plain and irregular shear walls[C]∥Proc.4th Canadian Conf.on Earthquake Engineering.University of British Columbia,Vancouver,1983:220-230.
[4]MCCORMICK C W.Plane stress analysis[J].ASCE J.Struct.1963,89(St 4):37-54.
[5]包世华.薄壁杆件结构力学[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.
[6]吴秀水,刘华锋.分析高层建筑结构的新模型:空间杆-墙组元模型[J].工程设计CAD及自动化,1996(3).
[7]袁明武,孙树立,蔡定正.一种新的墙单元[J].计算力学学报,1996(1).
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[9]李云贵,聂祺.基于解析试函数法的短肢剪力墙单元[J].工程力学,2009(4).
[10]黄吉锋.最佳协调性任意四边形薄板元[J].上海力学,1998(3).
[11]黄吉锋.钢筋混凝土结构非线性有限元分析及有限单元构造方法的研究[D].北京:中国建筑科学研究院,2001.
[12]黄吉锋,杜文博,邵弘,等.基于广义协调技术的剪力墙超单元[J].力学季刊,2008(3).
[13]WILSON E L,YUAN M,DICKENS J M.Dynamicanalysis by direct superposition of Ritz vectors[J].Earthquake Eng Struct Dyn,1982,10:813-832.
[14]YUAN M W.The WYD method in large eigenvalueproblems[J].Eng.Comput,1989,6:9-57.
[15]DU R M,WILSON E L.An effective modified Ritzvector direct superposition method[C]∥Transactions of8th International Conference on Structural Mechanics inReactor Technology,Vol B,1985.
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[17]杜瑞明,姚佳,费维水.Lanczos向量迭加法[J].地震工程与工程振动,1991,11(1).
[18]杜瑞明.应用修正的里兹向量直接迭加法的两个问题[J].地震工程与工程振动,1987,7(1).
[19]黄吉锋.求解广义特征值问题的多重RITZ向量法[J].力学学报,1999(5).
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[21]黄吉锋,李云贵,邵弘,等.抗震计算中几个问题的研究[J].建筑科学,2007(3).
[22]ZHOU X Y,YU R F,DONG D.Complex modesuperpositionalgorithm for seismic responses of non-classically dampedlinear system[J].Journal of Earthquake Engineering,2004,8(4):597-641.
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[25]俞瑞芳,周锡元.非比例阻尼线性系统考虑过阻尼影响的复振型分解法[J].建筑结构学报,2006,27(1):50-59.
[26]俞瑞芳.非比例阻尼线性系统随机地震输入下的动力反应分析[D].北京:北京工业大学,2006.
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[28]黄吉锋,邵弘,杨志勇.复杂建筑结构竖向地震作用的振型分解反应谱分析[J].建筑结构学报,2010(S1).
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[30]中国建筑科学研究院.多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE[C].2011.
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[41]黄吉锋,徐培福,薛彦涛.高层型钢混凝土框筒混合结构模型的静力推覆分析[J].建筑结构,2008,38(3):6-11.
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[43]杨志勇,黄吉锋,田家勇.罕遇地震弹塑性静、动力分析方法中结构阻尼问题探讨[J].地震工程与工程振动,2009(6).
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[48]杨志勇,黄吉锋,邵弘,等.罕遇地震下高层建筑结构动力弹塑性有限元分析实用化[C]∥第十八届高层会论文集,2004.
[49]杨志勇.大型复杂结构罕遇地震仿真分析EPDA软件进展[C]∥首届工程设计高性能计算技术应用论坛报告集,2007.
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